纽约大学阿布扎比分校的研究人员开发出一种可吞咽的胶囊，能够收集小肠中的细菌样本，比单独使用粪便测试更清晰地描绘出肠道微生物组的情况。

这种名为CORAL的胶囊旨在到达通常需要侵入性程序才能研究的消化道区域。其直径为2.1毫米，长度为8.2毫米，结构围绕着一个受珊瑚礁启发的重复晶格构建。

该晶格通过波士顿微制造公司（BMF）的设备，使用投影微立体光刻（PµSL）技术在一步中生产而成，包含约80-100微米宽的孔。当胶囊在肠道中移动时，这些孔充当陷阱，收集细菌和液体，无需电子设备或移动部件。

在大鼠中进行测试时，胶囊被包裹起来，只有到达小肠后才会溶解。动物可以毫无阻碍地吞下多达六个胶囊，所有胶囊在排泄后都通过磁铁完整回收。对肠道组织的检查显示，设备通过时没有造成任何可见的损伤。

样本的DNA测序证实，CORAL能够捕获小肠中的微生物群落，这些群落并未在粪便中得到充分代表。这些样本含有更多的厚壁菌门（Firmicutes）和乳酸菌（Lactobacillus），它们在上肠道的酸性环境中茁壮成长，而粪便中则含有更多的拟杆菌门（Bacteroidetes）和像瘤胃球菌属（Ruminococcus）这样的属，这些在大肠中很常见。这些发现强调了仅依赖粪便时会错过多少信息。

通过从通常无法到达的区域分离微生物，CORAL提供了一种更安全、更直接的方式来研究上肠道。其设计完全基于结构而非电子设备，这意味着它可以大规模制造并适应人类使用。人类尺寸的版本将类似于标准胶囊药丸，具有相同的孔径但更大的容量。

研究人员表示，这项技术可以帮助澄清小肠中的细菌如何影响健康、疾病甚至精神健康。尽管还需要进一步的研究来在人类中测试这种胶囊，但该研究表明，一个简单、被动的设计可以打开一个难以到达的微生物组部分。

人体肠道寄居着数万亿对消化、免疫和整体健康至关重要的微生物。这些微生物群落的失衡与从肠病到糖尿病、肥胖症和精神疾病等多种疾病有关。然而，大多数研究依赖于粪便样本，这些样本主要反映了大肠的情况，而忽略了小肠，那里生活着独特的种群。

为了填补这一空白，研究人员一直在开发能够在肠道移动过程中直接捕获细菌的可吞咽设备。塔夫茨大学开发了一种3D打印的药丸，用于采样肠道细菌，该研究发表在《先进智能系统》上。这种药丸通过使用微流控螺旋通道和半透膜，以及通过渗透压驱动吸收的钙盐，比粪便分析更准确地测量微生物。

一种pH敏感涂层确保采样仅在胃部之后开始，而内部磁铁允许外部控制以进行有针对性的收集。在猪和灵长类动物中进行的测试表明，这种药丸能够识别细菌种群及其相对丰度，有望成为一种诊断工具，待人类试验后确定。

在另一项研究中，普渡大学的研究人员开发了一种3D打印的胶囊，用于在胃肠道（GI）中非侵入性地采样肠道细菌。每个胶囊的直径为9毫米，长度为15毫米，带有3D打印的外壳、可生物降解的肠溶涂层、透气的PDMS膜和吸收性水凝胶核心。

该胶囊在Formlabs Form 2系统上用生物相容性聚合物打印而成，一旦涂层溶解，胶囊就会激活，让水凝胶膨胀、吸收液体并密封设备。体外测试表明，该胶囊能够有效捕获大肠杆菌等细菌，同时防止泄漏，表明其有望用于临床诊断，待动物研究后确定。